Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Najprostsze "MPPT" na działkę

kogiel 01 Jun 2019 17:55 20547 18
Fluke Pomiar Jakości Zasilania
  • Ostatnio postanowiłem troszkę bardziej zapoznać się z MPPT.
    Zrobiłem nawet układ z procesorem który mierzył prąd i napięcie, następnie mnożył te wartości i na podstawie wyniku ustawiał odpowiednie obciążenie dla PV.
    Układ działał prawidłowo, ale podczas testów zauważyłem, że nieważne jakim prądem obciąży się panel (do pewnego momentu), to moc zawsze jest taka sama tzn.
    przy 2A napięcie było 20V
    przy 1A napięcie było 40V
    itd..
    Niestety tak jak wspomniałem wyżej jest pewien próg (zależny od nasłonecznienia), jeśli go przekroczymy to napięcie oraz prąd spadają drastycznie i z PV nie "wyciągniemy" nic.
    Na podstawie tych doświadczeń doszedłem do wniosku, że nie trzeba mierzyć prądu, a jedynie kontrolować napięcie wyjściowe PV.
    I tak oto powstał ten "wynalazek":
    Najprostsze "MPPT" na działkę
    Wykorzystałem tutaj gotową przetwornicę step down, która ma regulację prądu oraz napięcia. Dołożyłem jedynie potencjometr, Zenerkę i dwa rezystory.
    Zasada działania jest bardzo prosta - kiedy wartość ustawiona na potencjometrze R4 przekroczy napięcie Zenera przez diodę zacznie płynąć prąd, który przez R3 ustawia maksymalny prąd przetwornicy.
    Reasumując, jeśli napięcie jest wystarczająco wysokie zwiększamy prąd, jeśli wartość prądu jest zbyt duża to spada napięcie PV zmniejszając maksymalny prąd przetwornicy (i tak w kółko).
    Dzięki temu napięcie PV nigdy nie spadnie poniżej ustawionej wartości i możemy pobierać prąd nawet w pochmurne dni.
    Oczywiście moc będzie proporcjonalna do nasłonecznienia, ale nigdy nie przeciążymy PV, więc nawet jak prąd spadnie do 0,5A to 40V x 0,5A = 20W.
    Odliczając straty na przetwornicy to aku będzie ładowane prądem około 1,5A.

    Jeśli ktoś ma jakieś uwagi lub pytania to proszę pisać.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    kogiel
    Level 16  
    Offline 
    kogiel wrote 282 posts with rating 30, helped 11 times. Live in city Lubań. Been with us since 2007 year.
  • Fluke Pomiar Jakości Zasilania
  • #2
    kindlar
    Level 40  
    Możesz podać symbol przetwornicy?
  • Fluke Pomiar Jakości Zasilania
  • #6
    Chrusta
    Level 22  
    Ja użyłem po prostu atmegi i mosfeta (+ drobnica), oraz zasilacza impulsowego ustawionego na 14,4V. Zaimplementowany reg. PI, którego wejściem jest napięcie na panelach, a wyjściem PWM dla p-mosfeta pomiędzy zasilaczem a akumulatorami. Ten analogowy układ jak działa to super, osobiście by mi się nie chciało :D. Do atmegi dorzucam moduł z ESP8266 i będę miał pomiary w czasie rzeczywistym.
  • #7
    Slawek K.
    Level 34  
    Ciekawy projekt.
    Mam małą uwagę, to nie jest algorytm MPPT. W zasadzie to jest PWM z ograniczeniem prądu ładowania.
    Algorytm MPPT na podstawie napiecia panelu i prądu, dopasowuje parametry ładowania tak, aby uzyskać maksymalna moc. Robię sie to poprzez porównanie pomiaru napiecia i prądu = mocy z poprzednią wartością i zmianę parametrów ładowania tak, aby dążyć do maksymalnej w danej chwili wartości mocy.mintak w kółko.
    W Twoim układzie mamy w zasadzie stabilizator napiecia z ograniczeniem prądowym czyli w zasadzie, używając notacji fotowoltaicznej, regulator PWM.

    Pozdr
  • #8
    zadam1
    Level 12  
    Wychodzi na to że moja propozycja nie do końca to sterownik z MTTP , ale i pokazany projekt również
  • #9
    kogiel
    Level 16  
    Chrusta wrote:
    Ja użyłem po prostu atmegi i mosfeta (+ drobnica), oraz zasilacza impulsowego ustawionego na 14,4V. Zaimplementowany reg. PI, którego wejściem jest napięcie na panelach, a wyjściem PWM dla p-mosfeta pomiędzy zasilaczem a akumulatorami. Ten analogowy układ jak działa to super, osobiście by mi się nie chciało :D. Do atmegi dorzucam moduł z ESP8266 i będę miał pomiary w czasie rzeczywistym.

    Ja też na początku użyłem attiny13 i zrobiłem prawdziwe MPPT, ale tutaj wystarczy
    dołożyć jedynie potencjometr, Zenerkę i dwa rezystory, więc nie wiem co by Ci się nie chciało?

    Slawek K. wrote:
    Ciekawy projekt.
    Mam małą uwagę, to nie jest algorytm MPPT. W zasadzie to jest PWM z ograniczeniem prądu ładowania.
    Algorytm MPPT na podstawie napiecia panelu i prądu, dopasowuje parametry ładowania tak, aby uzyskać maksymalna moc. Robię sie to poprzez porównanie pomiaru napiecia i prądu = mocy z poprzednią wartością i zmianę parametrów ładowania tak, aby dążyć do maksymalnej w danej chwili wartości mocy.mintak w kółko.
    W Twoim układzie mamy w zasadzie stabilizator napiecia z ograniczeniem prądowym czyli w zasadzie, używając notacji fotowoltaicznej, regulator PWM.

    Pozdr

    Wiem, że nie jest to typowy algorytm MPPT, ale z moich obserwacji wynika, że MPPT robi dokładnie to samo, czyli próbuje zwiększyć prąd, i zwiększa go tak długo dopóki nie zacznie spadać napięcie , bo wtedy I * U jest mniejsze
    Rożnica jest tylko taka, że MPPT potrafi zjechać do 20V i 2A, a mój układ schodzi
    do 40V i 1A, ale moc jest ta sama ;-)
    Wiem, że taki układ ma swoje wady, bo lepiej zrobić 12V z 20V niż 12V z 40V
    ale dla tych co nie bardzo radzą sobie z elektroniką to idealne rozwiązanie przy takich małych mocach no i cena poniżej 30zł
  • #10
    Slawek K.
    Level 34  
    Wobec powyższych teorii mam pytanie, jaki panel kolega wykorzystuje w tym układzie ? pytam dlatego, że kolega raz pisze o 20V a drugi o 40V. Jeżeli ten układ ma ładować akumulator to i tak musi być ograniczone maks. napięcie ładowania dla danego typu akumulatora.
    Maksymalna moc panelu jest stała, nie da się uzyskać z panelu więcej niż jego maksymalna moc która jak wiadomo jest iloczynem napięcia i prądu w punkcie maksymalnej mocy (VMPP), inaczej będzie to perpetum mobile, a wiadomo, że ono nie istnieje.
    Nie kwestionuję pomysłu i realizacji, jednak uważam, że po prostu tytuł wątku wprowadza w błąd bo ten układ nie ma nic wspólnego z algorytmem MPPT.

    Pozdr
  • #11
    kogiel
    Level 16  
    Napięcie o którym piszę, to napięcie z dwóch ogniw GS-50 i ono się zmienia
    Załóżmy, że przy pełnym słońcu początkowa moc to
    40V i 1A = 40W
    MPPT zwiększa prąd do 1,1A wówczas napięcie spada do 38V
    38V * 1,1A = 41,8W więc moc wzrosła
    MPPT znowu zwiększa prąd do 1,2A wówczas napięcie spada do 37V
    37V * 1,2A = 44,4W i znowu rośnie moc
    itd..
    Oczywiście ta moc nie będzie rosła w nieskończoność, bo panel ma swoją maksymalną moc zależną od oświetlenia
    Przy lekko zachmurzonym niebie MPPT potrafi tak długo zwiększać prąd PV, że napięcie spada do 20V, a prąd dochodzi do 2A
    Na wyjściu przetwornicy jest cały czas 13,8V ustalone potencjometrem R9
    Może tytuł trochę myli, ale efekt działania tego układu jest identyczny jak algorytmu MPPT, czyli obciążamy PV tak mocno dopóki moc nie zacznie spadać
  • #12
    kris1966
    Level 17  
    A czy 13,8V zapewnia maksymalny (największy) prąd ładowania akumulatora?
  • #14
    savi32wro
    Level 10  
    Cześć,

    chcę wypróbować ten układ u siebie lecz nie rozumiem dlaczego zenerka jest 9,1V?

    Jak rozumiem, na potencjometr R4 podajemy napięcie z panela fotowoltaicznego i jaką watrość napięcia ustawiamy za potencjometrem? Zbliżoną do VMP panelu? W sensie jak regulować ten układ, żeby "sciągał" z panelu maksymalnie możliwe prądy?

    U siebie chcę przetestować trochę inne zestawienie niż autor wątku - panel ma napięcie mocy maksymalnej 18,72V i prąd max 8,55A a chce ładować akumulator 24V, więc zastosuję przetwornicę step up 400W.
  • #15
    kogiel
    Level 16  
    Zenerka jest 9,1V , bo taką miałem pod ręką ;-)
    Na potencjometr R4 podajemy napięcie z panela fotowoltaicznego, na suwaku ustawiamy napięcie 9,1V przy prawie maksymalnym napięciu, czyli w twoim przypadku około 17V
  • #16
    savi32wro
    Level 10  
    Aaa.. teraz rozumiem, wtedy jak spadnie na panelu poniżej 17V to zenerka blokuje, przetwornica obcina prąd, napięcie na panelu rośnie.

    To działa on-off czy można cierpliwie wyregulować tak aby prąd liniowo malał i rósł w miarę warunków naświetlenia?
  • #17
    kogiel
    Level 16  
    Przez zenerkę prąd zaczyna płynąc już przy ~8V , a maksymalny jest przy ~10V, więc jest to w miarę liniowe, w każdym razie nie dział to tak jak przekaźnik on-off
  • #18
    User removed account
    Level 1  
  • #19
    kogiel
    Level 16  
    acctr wrote:
    kogiel wrote:
    nigdy nie przeciążymy PV

    Nie da się przeciążyć panelu FV jego własną energią...

    Pisząc "przeciążymy" miałem na myśli sytuacje kiedy przy słabym słońcu obciążymy panel zbyt dużym prądem, wówczas na wyjściu otrzymamy 0V
    Ten układ nie pozwoli na zbyt duże obciążenie panela, dzięki temu nawet przy słabym słońcu akumulator nadal będzie ładowany, tyle, że mniejszym prądem ;-)

    Dodano po 1 [minuty]:

    kogiel wrote:
    Układ działał prawidłowo, ale podczas testów zauważyłem, że nieważne jakim prądem obciąży się panel (do pewnego momentu), to moc zawsze jest taka sama tzn.
    przy 2A napięcie było 20V
    przy 1A napięcie było 40V
    itd..

    To oznacza, że nie wykorzystywałeś max mocy panelu podczas pomiarów. Istota MPPT to tak dopasować impedancję obciążenia aby w każdych warunkach pogodowych była wykorzystana max moc panelu, inaczej mówiąc wykorzystać całą energię, jaką daje Słońce na powierzchnię panelu.[/quote]

    Tak działał ten poprzedni sterownik, dlatego zbudowałem drugi którego schemat przedstawiłem